日期:2023-01-23 阅读量:0次 所属栏目:学前教育
【Key words】CDIO; Integration; Object Oriented Programming
1 CDIO工程教育模式
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起,麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助,经过四年的探索研究,创立了 CDIO 工程教育理念,并成立了以CDIO命名的国际合作组织。
CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
CDIO的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念,更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。瑞典国家高教署(Swedish National Agency for Higher Education)2005年采用这12条标准对本国100个工程学位计划进行评估,结果表明,新标准比原标准适应面更宽,更利于提高质量,尤为重要的是新标准为工程教育的系统化发展提供了基础。截至2015年,已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织,全面采用CDIO工程教育理念和教学大纲,取得了良好效果,按CDIO模式培养的学生深受社会与企业欢迎。
CDIO包括了三个核心文件:1个愿景、1个大纲和12条标准。愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育。它的大纲首次将工程师必须具备的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和整个CDIO全过程能力以逐级细化的方式表达出来(3级、70条、400多款),使工程教育改革具有更加明确的方向性、系统性。它的12条标准对整个模式的实施和检验进行了系统的、全面的指引,使得工程教育改革具体化、可操作、可测量,并对学生和教师都具有重要指导意义。CDIO体现了系统性、科学性和先进性的统一,代表了当代工程教育的发展趋势。
2 课程教学目标定位
《面向对象程序设计》课程于2013年9月开始实施理论与实践统一、教学做结合的一体化教学方式。结合CDIO工程教育理念,该课程的教学目标是通过完成项目激发学生的学习热情和求知欲望,使学生在完成项目的过程中对面向对象程序设计语言的编程思想、基本语法、核心技术及在真实项目中的应用有较深的理解,掌握系统开发的流程,从需求分析、软件设计到编程调试的整个过程。培养学生具备良好的Java实际应用开发能力,掌握 Java 技术的同时,使其掌握项目开发的流程,从而形成良好的软件开发思维方式和编程习惯,能够灵活地应用Java解决实际的问题。通过该课程培养学生分析问题、解决问题的能力,同时培养学生创新精神和团队协作意识。
3 课程教学方法
遵循“应用为本,学以致用”的教学理念,在学习和借鉴CDIO工程教学理念与方法的基础上,通过项目教学实践,采用项目驱动教学,用任务引领学习。教师由传统的授课角色转为项目发布人兼项目导师的角色,通过发布实际任务激发学生的学习热情,挖掘学生的内在潜力,通过指导学生亲自完成实际任务来掌握相关知识要点,掌握工程项目实施理念和方法。这种以项目为核心的教学方式打破了教室和实验室的界限,实现了理论教学和实践教学的高度融合,学生的工程实践能力得到显著加强。通过做项目,培养了学生的创新精神与团队合作意识,使学生通过做项目学会了做事,也学会了合作,使学生毕业时真正成为“懂专业、技能强、能合作、会做事”的可以直接上岗的技术应用型人才。
4 教学实施安排
《面向对象程序设计》课程以完成一个小型图书管理系统为例,主要实现图书借阅信息的管理,主要管理读者信息、图书信息、借阅与归还信息、系统用户的信息。
4.1 读者信息管理
能够对读者的基本信息进行管理,包括读者的增删,如对于学校的新生,想要借书,就必须先添加读者信息;读者信息的修改,如学生转专业,就要修改学生的基本信息;删除读者的信息,如某个学生退学了,就需要将其信息删除。查询读者的信息;如有同学捡到了一张借阅卡,卡上有学生的编号,通过此号来查询学生的联系电话,从而可以找到学生。 4.2 图书信息管理
能够对图书的基本信息进行管理,包括增删图书,学校每年会购进新书,此时需要将新书的信息录入系统中;图书信息的修改,如学生借书后将图书丢失,此时需要修改图书的总数量,使总数减 1;删除图书,学校在购进新书的同时,每年会对过期的图书进行清理,不再提供借阅,此时就需要将这些图书的信息从系统中删除。查询图书的信息,比如要查看计算机专业相关的书籍或者指定ISBN号进行图书的查询等。
4.3 图书借阅信息管理
能够对图书的借阅信息进行记录,包括读者信息、图书信息、借阅时间等信息。
4.4 图书归还信息管理
能够对图书的借阅信息进行记录,包括读者信息、图书信息、归还时间、是否超期、罚金等信息。
4.5 系统用户信息管理
能够对系统用户的信息进行管理,包括增加新的系统管理员,重设系统用户的密码,以及删除某一用户。课程具体实施过程根据软件开发生命周期进行课程的设计与安排,采用分析项目所需核心知识-->教师讲解核心知识和技术-->教师选择具有代表性的模块带领学生完成设计-->教师布置具体实践内容,由学生自己动手实践-->教师根据学生实践情况进行总结。下面以系统数据访问层为例,介绍具体实施过程:
1)教师讲解使用JDBC访问数据的重要类和接口;
2)教师讲解并演示导入JDBC包,注册JDBC驱动程序,创建数据库连接对象,创建语句对象,执行查询、返回结果集对象,处理结果集;
3)教师演示使用JDBC对数据库进行访问的示例;
4)教师带领学生完成项目中创建基本数据访问操作类和读者操作类;
5)教师布置作业,由学生按小组分任务完成图书操作类、读者类型操作类、图书类型操作类、图书借阅操作类、用户操作类;
6)教师巡视教师,对学生提出的具有代表性的问题进行解答。
5 结束语
本文阐述了将CDIO工程教学理念运用到《面向对象程序设计》课程教学中的改革实施研究,通过项目教学实践,采用项目驱动教学,用任务引领学习。激发了学生的学习热情和求知欲望,教学效果较好。
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